CN111243592A - 一种Modbus语音智能开关控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Modbus语音智能开关控制系统及方法，属于语音通信技术领域。本发明Modbus语音智能开关控制系统包括：硬件支持模块，其采集语音命令；语音识别引擎，其提取所述语音命令中的关键词；控制模块，其根据所述关键词，将与所述关键词相对应的所述控制指令选取为第一控制指令；Modbus协议模块，其将所述第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包；通信模块，其将所述第一数据包传输给所述目标设备。本发明利用Modbus协议结合智能语音系统对家电进行控制，用户能更精准，快捷地对家电进行智能操控，同时用户可以实时掌握当前家电状态。而且本发明更倾向于大范围的小区住宅智能化。

Description

一种Modbus语音智能开关控制系统及方法
技术领域
本发明属于语音通信技术领域，具体涉及一种Modbus语音智能开关控制系统及方法。
背景技术
目前，随着科学技术和国民经济的快速发展，家用电器的发展趋向于更加智能化，以满足用户日渐增长的需求。由于生活中主流的家用电器的控制方法是通过电器上的按键或者配套的专用红外遥控器来控制实现，当用户在做其他事的时候必须停下来走到家电旁边或找到遥控器才能控制家电工作状态，远不如语音控制方便，因此语音控制家电的方法应运而生。
现在语音控制在实际家电环境中用户认可度较高，目前语音控制的主要方式为通过语音发送控制指令，指令通过网络传输至云端进行解析并执行相应的控制操作，这种操作存在延时及数据安全性问题，并且现有的语音方案存在区域性问题，即语音指令不可实现跨区域执行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种Modbus语音智能开关控制系统及方法，此系统实现了匹配用户范围广，通讯效率高和数据传输安全等优点，同时还可以进行实时监控，为用户提供了便利。
第一方面，本发明提供一种Modbus语音智能开关控制系统，包括：硬件支持模块，其采集语音命令；语音识别引擎，其提取语音命令中的关键词，关键词至少包含目标设备型号和使目标设备执行的动作，若数据库中有一个与关键词相对应的控制指令，则语音命令有效；控制模块，其根据关键词，将与关键词相对应的控制指令选取为第一控制指令；Modbus协议模块，其将第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包；通信模块，其将第一数据包传输给目标设备，使目标设备执行动作，并接收目标设备反馈的包含目标设备当前状态的第二数据包，其中，Modbus协议模块，其将第二数据包进行解析并提取出有效数据，有效数据包含目标设备型号相对应的数据和执行动作相对应的数据；控制模块，其在播报指令库中，将与有效数据相对应的一个播报指令选取为第一播报指令；硬件支持模块，其对第一播报指令进行播报。
第二方面，本发明提供一种Modbus语音智能开关控制方法，包括：硬件支持模块采集语音命令；语音识别引擎提取语音命令中的关键词，关键词至少包含目标设备型号和使目标设备执行的动作，若数据库中有一个与关键词相对应的控制指令，则语音命令有效；根据关键词，控制模块将与关键词相对应的控制指令选取为第一控制指令；Modbus协议模块将第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包；通信模块将第一数据包传输给目标设备，使目标设备执行动作，并接收目标设备反馈的包含目标设备当前状态的第二数据包，其中，Modbus协议模块将第二数据包进行解析并提取出有效数据，有效数据包含目标设备型号相对应的数据和执行动作相对应的数据；在播报指令库中，控制模块将与有效数据相对应的一个播报指令选取为第一播报指令；硬件支持模块对第一播报指令进行播报。
本发明的有益效果在于：本发明利用Modbus协议结合智能语音系统对家电进行控制。依据Modbus协议自身特殊优势，用户能更精准，快捷地对家电进行智能操控，同时用户可以实时掌握当前家电状态。而且区别于市场上普遍智能家电管理系统，本发明更倾向于大范围的小区住宅智能化。
附图说明
图 1 是本发明一种Modbus语音智能开关控制系统结构示意图；
图 2 是本发明一种Modbus语音智能开关控制系统方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述特征和优点更加易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。该详细说明仅仅是为了帮助理解本发明，本发明的保护范围不仅仅限于具体实施方式中的具体说明。
需要说明的是，本申请权利要求书和说明书中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
结合图1对本发明提供的一种Modbus语音智能开关控制系统的应用架构进行说明。待系统启动完毕，先后对通信模块和控制模块进行初始化。其中，通信模块会创建两个线程，分别用于保持通信及接收数据。
如图1所示，在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，包括：
硬件支持模块，其采集语音命令。
在本发明的一个实施例中，硬件支持模块包括计算机或智能语音平台或手机、转接板、音频采集模块、数字麦克风PDM或多媒体等。
在本发明的一个实施例中，用户通过计算机或智能语音平台或手机发出“对空调进行开启”的命令，音频采集模块对语音命令进行采集。
在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，还包括：语音识别引擎，其提取语音命令中的关键词，关键词至少包含目标设备型号和使目标设备执行的动作，若数据库中有一个与关键词相对应的控制指令，则语音命令有效。
在本发明的一个实施例中，若控制指令库中没有与关键词相对应的控制指令，则语音命令无效，此时开关控制系统进入等待状态。
在本发明的一个实施例中，语音识别引擎对语音命令进行预处理和特征提取后得到语音特征，将接收到的语音特征与关键词库中的关键词进行相似性度量比较，然后把相似性最高的关键词作为识别结果输出。例如，在“对空调进行开启”的语音命令中，可以提取出“空调”和“开启”两个关键词。然后验证“空调”“开启”两个关键词的有效性，若在预设有的控制指令库中有一个与“空调”“开启”两个关键词相对应的控制指令，则“对空调进行开启”命令有效。若控制指令库中没有与“空调”“开启”两个关键词相对应的控制指令，则“对空调进行开启”命令无效，开关控制系统进入等待状态。
在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，还包括：控制模块中的业务控制模块，其根据关键词，将与关键词相对应的控制指令选取为第一控制指令。
在本发明的一个实施例中，业务控制模块接收到“空调”“开启”关键词后，控制指令中选取“空调”“开启”相对应的控制指令，如“空调立即开启”的控制指令。
在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，还包括：Modbus协议模块，其将第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包。
在本发明的一个实施例中，Modbus协议模块中的业务分发与接收模块，接收控制指令，将控制指令传输给协议打包模块；协议打包模块，将第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包，其中第一数据包含有地址码、功能码和/或数据区。地址码表明目标设备将接收控制模块发送来的消息，功能码告诉目标设备执行的动作，数据区根据功能码的不同而不同。例如，将含有“空调”“开启”的控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包，其中第一数据包中包含有空调的地址码、开启的功能码和需要执行开启动作的数据区。
在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，还包括：通信模块，其将第一数据包传输给目标设备，使目标设备执行动作，并接收目标设备反馈的包含目标设备当前状态的第二数据包。
在本发明的一个实施例中，将含有“空调”“开启”的控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包后，将第一数据包发送给通信模块，目标设备空调接收，并除去地址码，读取数据区，如果没有出错，则执行相应的开启动作。
在该具体实施例中，目标设备空调开启后，将反馈结果发送，反馈的第二数据包中包含空调的地址码、执行动作开启的功能码和/或执行动作开启后结果的数据区。
在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，还包括：Modbus协议模块，其将第二数据包进行解析并提取出有效数据，有效数据含有目标设备相对应的数据和执行动作相对应的数据。
在本发明的一个实施例中，Modbus协议模块中的业务分发与接收模块，其接收第二数据包，将第二数据包传输给协议解析模块；协议解析模块，将第二数据包进行解析并提取出有效数据，有效数据含有目标设备型号相对应的数据和执行动作相对应的数据。例如，将第二数据包进行解析，在解析后得到数据中提取出“空调”相对应的数据和“已开启”相对应的数据。
在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，还包括：控制模块，在播报指令库中，将与有效数据相对应的一个播报指令选取为第一播报指令。
在该系统中，利用Modbus协议模块，提高了通讯效率，保证了数据的时效性和数据传输的可靠性。
在本发明的一个实施例中，通过控制模块中的业务播报模块将与有效数据相对应的播报指令选取为第一播报指令，例如在预设有的播报指令库中选取一个与“空调”“开启”有效数据相对应的播报指令，如“空调已经开启”播报指令。
在本发明的一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制系统，还包括：硬件支持模块，其对第一播报指令进行播报。
在本发明的一个实施例中，将“空调已经开启”播报指令通过硬件支持模块播报出来。
在该系统中利用Modbus协议模块结合智能语音系统对家电进行控制。此系统实现了匹配用户范围广，通讯效率高和数据传输安全等优点，同时还可以进行实时监控，为用户提供了便利。
在本发明的另一个实施方式中，本发明的Modbus语音智能开关控制方法，如图2所示包括可以由步骤完成。以下步骤完成后，开关控制系统重新进入等待状态，预备接收处理下一条语音命令。
S201为语音采集步骤，在该步骤中，硬件支持模块采集语音命令，若采集语音命令失败，则开关控制系统进入等待状态；
S202为语音识别步骤，在该步骤中，语音识别引擎提取语音命令中的关键词，关键词至少包含目标设备型号和使目标设备执行的动作，若控制指令库中有一个与关键词相对应的控制指令，则语音命令有效；若语音命令无效则开关控制系统进入等待状态；
S203为业务控制步骤，在该步骤中，控制模块中的业务控制模块根据关键词，将一个与关键词相对应的控制指令选取为第一控制指令；
S204为Modbus协议打包步骤，在该步骤中，Modbus协议模块中的业务分发与接收模块接收控制指令，将控制指令传输给协议打包模块；协议打包模块将第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包，若在此步骤中打包失败，则开关控制系统进入错误处理；
S205为通信步骤，在该步骤中，通信模块将第一数据包传输给目标设备，使目标设备执行动作，若在此步骤中接收第一数据包失败，则开关控制系统进入错误处理；
S206为通信反馈步骤，在该步骤中，通信模块接收目标设备反馈的包含目标设备当前状态的第二数据包，若在此步骤中设备反馈失败，则开关控制系统进入错误处理；
S207为Modbus协议解析步骤，在该步骤中，Modbus协议模块中的业务分发与接收模块接收第二数据包，将第二数据包传输给协议解析模块；协议解析模块将第二数据包进行解析并提取出有效数据，有效数据含有目标设备型号相对应的数据和执行动作相对应的数据；
S208为业务播报步骤，在该步骤中，通过控制模块中的业务播报模块，在播报指令库中，将一个与有效数据相对应的播报指令选取为第一播报指令；
S209为语音播报步骤，在该步骤中，硬件支持模块对第一播报指令进行播报。
综上所述，本发明利用Modbus协议结合智能语音系统对家电进行控制。依据Modbus协议自身特殊优势，用户能更精准，快捷地对家电进行智能操控。同时用户可以实时掌握当前家电状态。而且区别于市场上普遍智能家电管理系统，本发明更倾向于大范围的小区住宅智能化。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种Modbus语音智能开关控制系统，其特征在于，包括：
硬件支持模块，其采集语音命令；
语音识别引擎，其提取所述语音命令中的关键词，所述关键词至少包含目标设备型号和使目标设备执行的动作，若所述控制指令库中有一个与所述关键词相对应的控制指令，则所述语音命令有效；
控制模块，其根据所述关键词，将与所述关键词相对应的所述控制指令选取为第一控制指令；
Modbus协议模块，其将所述第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包；
通信模块，其将所述第一数据包传输给所述目标设备，使所述目标设备执行所述动作，并接收所述目标设备反馈的包含所述目标设备当前状态的第二数据包，其中，
所述Modbus协议模块，其将所述第二数据包进行解析并提取出有效数据，所述有效数据至少包含所述目标设备型号相对应的数据和所述执行动作相对应的数据；
所述控制模块，其在播报指令库中，将与所述有效数据相对应的一个所述播报指令选取为第一播报指令；
所述硬件支持模块，其对所述第一播报指令进行播报。
2.根据权利要求1所述的Modbus语音智能开关控制系统，其特征在于，所述语音识别引擎还包括：
若所述数据库中没有一个与所述关键词相对应的所述控制指令，则所述语音命令无效，此时所述开关控制系统进入等待状态。
3.根据权利要求1所述的Modbus语音智能开关控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：
业务控制模块，其接收所述关键词，并选取与所述关键词相对应的一个所述控制指令；
业务播报模块，其接收所述有效数据，并选取与所述有效数据相对应的一个所述播报指令。
4.根据权利要求1所述的Modbus语音智能开关控制系统，其特征在于，所述Modbus协议模块包括：业务分发与接收模块、协议打包模块和协议解析模块；其中，
所述业务分发与接收模块，其接收所述控制指令和/或所述第二数据包，将所述控制指令传输给所述协议打包模块，将所述第二数据包传输给所述协议解析模块；
所述协议打包模块，其对所述控制指令进行打包；
所述协议解析模块，其对所述第二数据包进行解析并提取出所述有效数据。
5.一种Modbus语音智能开关控制系统，其特征在于，所述硬件支持模块包括计算机或智能语音平台或手机、转接板、音频采集模块、数字麦克风PDM或多媒体。
6.一种Modbus语音智能开关控制方法，其特征在于包括：
硬件支持模块采集语音命令；
语音识别引擎提取所述语音命令中的关键词，所述关键词至少包含目标设备型号和使目标设备执行的动作，若所述数据库中有一个与所述关键词相对应的控制指令，则所述语音命令有效；
根据所述关键词，控制模块将与所述关键词相对应的所述控制指令选取为第一控制指令；
Modbus协议模块将所述第一控制指令打包成符合Modbus协议的第一数据包；
通信模块将所述第一数据包传输给所述目标设备，使所述目标设备执行所述动作，并接收所述目标设备反馈的包含所述目标设备当前状态的第二数据包，其中，
所述Modbus协议模块将所述第二数据包进行解析并提取出有效数据，所述有效数据包含所述目标设备型号相对应的数据和所述执行动作相对应的数据；
在所述播报指令库中，所述控制模块将与所述有效数据相对应的一个所述播报指令选取为第一播报指令；
所述硬件支持模块对所述第一播报指令进行播报。
7.根据权利要求6所述的Modbus语音智能开关控制方法，其特征在于，所述语音识别引擎处理步骤还包括，若所述数据库中没有一个与所述关键词相对应的所述控制指令，则所述语音命令无效，此时所述开关控制系统进入等待状态。
8.根据权利要求6所述的Modbus语音智能开关控制方法，其特征在于，所述控制模块处理步骤包括：
业务控制模块接收所述关键词，并选取与所述关键词相对应的一个所述控制指令；
业务播报模块接收所述有效数据，并选取与所述有效数据相对应的一个所述播报指令。
9.根据权利要求6所述的Modbus语音智能开关控制方法，其特征在于，所述Modbus协议模块处理步骤包括：业务分发与接收步骤、协议打包步骤和协议解析步骤；其中，
业务分发与接收步骤，所述业务分发与接收模块接收所述控制指令和/或所述第二数据包，将所述控制指令传输给所述协议打包模块，将所述第二数据包传输给所述协议解析模块；
协议打包步骤，所述协议打包模块对所述控制指令进行打包；
协议解析步骤，所述协议解析模块对所述第二数据包进行解析并提取出所述有效数据。
10.根据权利要求6所述的Modbus语音智能开关控制方法，其特征在于，所述硬件支持模块包括计算机或智能语音平台或手机、转接板、音频采集模块、数字麦克风PDM或多媒体。
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